AQWA 14.0 中文教程2_基础理论
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AQWA培训ppt课件
2019/3/13
1-9
添加标题 典型 AQWA 模型
Moored Tanker
Semi Sub
2019/3/13
1-10
添加标题 典型 AQWA模型
Spar Transportation
2019/3/13
FPSO
Ship in channel 1-11
添加标题 ANSYS-to-AQWA 界面
• AQWA全局坐标系：
它是固定参考轴系（Fixed Reference Axes ）: 原点在静水线面上 X方向：从船尾到船头 Y方向：在船舶宽度方向上。 Z方向：船吃水高度方向 NOTE:节点数15000，水下势表面单元8000
W.L.
0
2019/3/13
z y x
1-17
添加标题理论 AQWA
ANSYS AQWA/ASAS 基础培训一
2019/3/13
1-1
添加标题 基础培训二
• 1、AQWA 模块介绍
• 2、AQWA理论介绍 • 3、AQWA-LINE建模
• 4、AGS界面介绍之一
2019/3/13 1-2
添加标题 引言
• 海洋工程浮体波浪载荷计算的发展经历了一个从二维方法 到三维方法 ：
2019/3/13
1-8
添加标题模块介绍 AQWA
• AQWA－DRIFT：具有随机波包括慢漂流的时域，还包括耦合缆索动 力学，理论基础是二阶力，时域非线性。可以分析随机波的结构运动 已经悬链线拉力的时域非线性程序 • AQWA－GS(GRAPHIC SUPERVISOR): 图形用户界面，封装了1至 5模块 • AQWA－WAVE：是 AQWA-LINE和ASAS间的联接程序。对于给定 的波方向，周期和频率，它读取压力和运动形式的结果，并且自动地 作为压力和加速度应用到ASAS /ANSYS有限元模型中
AQWA User's Manual
Release 13.0 - © 2010 SAS IP, Inc. All rights reserved.
Contains proprietary and confidential information of ANSYS, Inc. and its subsidiaries and affiliates
Contains proprietary and confidential information of ANSYS, Inc. and its subsidiaries and affiliates
AQWA User's Manual Page: 2
2.4.1.4. Non-Linear Catenary 2.4.2. Catenary Data 2.4.2.1. Catenary Section 2.4.2.2. Catenary Joint 2.4.3. Connection Stiffness 2.5. Mesh 2.5.1. Mesh Sizing 2.6. Establish Analysis Settings 2.6.1. 2.6.2. 2.6.3. 2.6.4. Time Response Options Output File Options QTF Options Common Analysis OpManual Page: 1
Table of Contents 1. Introduction: What is AQWA? 2. Approach 2.1. Import or Create Hydrodynamic Analysis Systems 2.1.1. Import a Hydrodynamic System Database 2.1.2. Create a Hydrodynamic Analysis System 2.2. Attach Geometry 2.2.1. General Modelling Requirements 2.2.2. Configuring the Geometry 2.2.3. Add Connection Points 2.3. Define Parts Behavior 2.3.1. Surface Body 2.3.2. Line Body 2.3.3. Point Mass 2.3.4. Point Buoyancy 2.3.5. Disc 2.3.6. Additional Hydrodynamic Stiffness 2.3.7. Additional Damping (Frequency Independent) 2.3.8. Additional Added Mass (Frequency Independent) 2.3.9. Current Force Coefficients 2.3.10. Wind Force Coefficients 2.4. Define Connections 2.4.1. Cables 2.4.1.1. Linear Elastic 2.4.1.2. Non-Linear Polynomial 2.4.1.3. Non-Linear Steel Wire
★aqwa中文帮助
★aqwa中⽂帮助ANSYS TO AQWA MODEL TRANSLATORANSYS模型⽂件转换AQWA-LINE标准输⼊⽂件1. INTRODUCTION 引⾔It is possible to use classic ANSYS to create an AQWA radiation/diffraction model. Any of the tools available in Workbench or ANSYS can be used to create the model. Once the model is created an AQWA input file can be written out using a macro supplied with ANSYS.使⽤传统的ANSYS产⽣AQWA辐射/绕射模型是可⾏的。
在Workbench或ANSYS中有⼯具能够建模。
⼀旦模型建⽴了，使⽤ANSYS的宏命令'ANSTOAQWA'可以⾃动产⽣AQWA-LINE的输⼊⽂件（将.aqwa修改为.dat格式即可）。
2. MODEL DESCRIPTION 模型描述The model must be meshed with the mesh that you wish to use for the AQWA analysis. If you are working from a model created for a structural analysis, it will probably be necessary to re-mesh the model as the structural mesh is likely to be finer than is need for a diffraction analysis.必须使⽤与AQWA中分析单元类型相同的单元来划分模型的⽹格。
ANSA14.0培训教程
ANSA14.0培训教程简介ANSA是一个强大的CAE工具，可在过去10多年中成为公认的领先预处理方案，被制造业和汽车行业的许多公司广泛使用。
ANSA具有高效的CAD集成功能，可用于CAD与CAE中的模型构建、网格生成、后处理等，适用于航空航天、船舶、化工、建筑等领域。
本教程旨在使初学者熟悉ANSA14.0的基础知识，并逐步深入了解其高级功能。
本文档将涵盖以下内容：安装和设置ANSA，创建/导入/编辑CAD几何形状，进行CAD几何体网格划分，进行面网格划分，导出网格文件。
环境配置安装ANSA之前，请确保您的计算机符合以下要求：•操作系统：64位Windows 7/8/10操作系统。
•处理器：i5或更高版本的处理器。
•内存：8GB或更高版本的内存。
•硬盘空间：约为10GB的可用硬盘空间。
接下来，您需要执行以下步骤，以正确安装和设置ANSA。
1.下载ANSA14.0安装程序，双击运行安装程序。
2.选择您想要安装的安装路径，建议安装在默认的C:\ProgramFiles\ansa140路径下，并自动创建ANSASOFT文件夹。
3.等待ANSA14.0的安装完成。
4.配置ANSA14.0，在运行ANSA之前，您需要运行ANCACHEMGR.EXE设置CAE网格存储路径和分配ANSASOFT目录的加密键。
创建CAD几何物体在ANSA中，创建CAD几何物体的步骤如下：1.打开ANSA，选择“File”>“New”，打开一个新的ANSA工程。
2.选择“File”>“CAD Data”>“Import”，选择“in_iges”导入一个IGES文件。
您还可以导入其他文件类型，如：IGES、STEP、CATIA、Pro-E等等。
3.选择“Edit”>“Geometry”>“Connect/Refine”，以便加工CAD文件的几何体形状。
4.选择您想要导出的几何体形状，选择“File”>“Export”>“out_iges”导出IGES格式的文件。
AQWA 14.0 中文教程2_基础理论
目录
1 2 3 4 5
功能描述 AQWA基础 AQWA理论 Workbench HD Workbench HTR
2
© 2012 Pera Corporation Ltd. All rights reserved.
1 功能描述 AQWA模型
- 衍射或非衍射平面单元 - Morison单元
• • • 管单元tube 细长管状单元stub 附加质量阻尼单元disc
© 2012 Pera Corporation Ltd. All rights reserved.
2 AQWA基础
AQWA总体坐标系
- AQWA总体坐标系基于固定参考坐标系（FRA：Fixed Reference Axes）
•
• • •
xy平面在水面平上
z轴垂直向上 右手定则 与东、南、西、北方位无关
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Workbench HD
标准的Workbench工具栏
视图控制 选择过滤器 文件保存
AQWA特有工具藏海床和水面 求解
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Workbench HD
Workbench HTR
Joints设置也需要先建立连接点，Joint类型有四种
- Ball& Socket 球形连接 - Universal 万向节 - Hinged 铰链 - Rigid 刚性绑定
Joint可以连接两个浮体，也可以连接一个浮体与一个固定点
局部轴线用来控制连接的方向 连接处可输入刚度、阻尼与摩擦
边界条件必须满足
- 结构边界完整、线性自由面 - 海床边界
- 辐射条件（向前的速度修正为0速度，满足摇动辐射条件）
ANSYS AQWA基础培训 PPT
1-13
AG添S加后标处题理工具
Force & Response Curves
Shear Force & Bending Moment
大家好
1-ontour 船体周围浪的变化形式。
Pressure contour
大家好
Diffracted wave surface 势表面以下的压力变化
W.L.
0
大家好
z
y x
1-17
A添Q加W标A题理论
• AQWA风浪流方向说明：
➢ 在AQWA风浪流的方向指的是其传播方向 ➢ 风浪流方向角是指风浪流传播方向与x轴逆时针方向的夹角 ➢ 在AQWA中定义风浪流方向只需输入方向角度（度）即可
Y
Wave direction (or current, wind)
difference (dt) from the time when the wave crest is at the CoG of the structure to the time when the parameter reaches its peak value. (dt= Φ*T/360, where T is the wave period).
大家好
1-9
典型添A加QW标A题模型
Moored Tanker
Semi Sub
大家好
1-10
典型添A加Q标WA题模型
Spar Transportation
FP大S家O好
Ship in chan1n-1e1l
AN添SY加S标-to题-AQWA 界面
大家好
1-12
添A加GS标型题线网格生成
大家好
EXCEL
最新aqwa-training1-v5-chinese教学讲义ppt
CENTURY DYNAMICS
LIMITED
பைடு நூலகம்
AQWA Result (1) - Force & Response Curves
AQWA Training Course 10
CENTURY DYNAMICS
LIMITED
AQWA Result (2) - Pressure Contour
AQWA Training Course 11
AQWA pre and post processor; on-line analysis
AQWA WAVE -
Interface between hydrodynamic program and FE program to transfer wave loads from AQWA LINE to a FE model for structural strength analysis
CENTURY DYNAMICS
LIMITED
Typical AQWA Model (1) - Moored Tanker
AQWA Training Course 8
CENTURY DYNAMICS
LIMITED
Typical AQWA Model (2) - Semi Sub
AQWA Training Course 9
AQWA LIBRIUM -
Structure equilibrium position and force balance calculations; eigen mode and dynamic stability analysis
AQWA FER -
Spectral analysis of structure motion (wave frequency or/and drift frequency) and mooring tension in irregular waves
AQWA-Intro_14.0_L04_Articulation_and_Multibody
• This allows time-saving shortcuts to be used in the solution. • These options are not available on WB yet.
– AQWA can be used to solve problems that involve multiple bodies with up to 20 structures with full hydrodynamic interaction.
• The Response Amplitude Operators (RAOs) for each of the hydrodynamically interacting structures will be different from those that would have resulted if each of these structures were on its own. The RAOs are not a physical property of a structure but, as can be seen from the equations of motion, depend on the radiation and diffraction forces. The radiation as well as the diffraction forces change in the case of hydrodynamic interaction and therefore the RAOs of the structures in question will also change. • When hydrodynamic interaction is employed, special attention is needed when the user moves the structures relatively to each other (using the MSTR card). In AQWA, the RAOs are always evaluated relative to the FIXED REFERENCE AXIS (FRA). That means, if the user defines different positions of one or more hydrodynamically interacting structures in two consecutive AQWA-LINE runs, the results between these two runs will not be comparable. • For restrictions in the usage of hydrodynamic interactions please refer to AQWA Theory Manual.
– AQWA can be used to solve problems that involve multiple bodies with up to 20 structures with full hydrodynamic interaction.
• The Response Amplitude Operators (RAOs) for each of the hydrodynamically interacting structures will be different from those that would have resulted if each of these structures were on its own. The RAOs are not a physical property of a structure but, as can be seen from the equations of motion, depend on the radiation and diffraction forces. The radiation as well as the diffraction forces change in the case of hydrodynamic interaction and therefore the RAOs of the structures in question will also change. • When hydrodynamic interaction is employed, special attention is needed when the user moves the structures relatively to each other (using the MSTR card). In AQWA, the RAOs are always evaluated relative to the FIXED REFERENCE AXIS (FRA). That means, if the user defines different positions of one or more hydrodynamically interacting structures in two consecutive AQWA-LINE runs, the results between these two runs will not be comparable. • For restrictions in the usage of hydrodynamic interactions please refer to AQWA Theory Manual.
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Workbench HTR
Joints设置也需要先建立连接点，Joint类型有四种
- Ball& Socket 球形连接 - Universal 万向节 - Hinged 铰链 - Rigid 刚性绑定
Joint可以连接两个浮体，也可以连接一个浮体与一个固定点
局部轴线用来控制连接的方向 连接处可输入刚度、阻尼与摩擦
作业2.2 — ANSYS AQWA HTR
Workshop 2.2 — ANSYS AQWA Hydrodynamic Time Response
目标：
- 创建一个系泊系统，做一个时间历程分析
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AQWA理论
运动方程
- 单位波幅下结构X方向的运动方程
- 这里Ms是结构的质量 - Ma是附加质量（与波浪频率有关） - B是阻尼（频率相关） - C是静水刚度 - F是波力（入射与衍射力）
20
22
Workbench HD
标准的Workbench工具栏
视图控制 选择过滤器 文件保存
AQWA特有工具栏
显示/隐藏单元边界
打开/关闭目标高亮 显示/隐藏海床和水面 求解
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Workbench HD
AQWA理论
衍射结构波浪力（采用壳单元建模）
- 入射力（Froude-Krylov 力）：来源于不均布的表面压力
- 衍射力：水中结构改变波浪传递方向 - 辐射力：结构的晃动产生的波浪
- 漂移力：高阶波浪力
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- 均匀风
- Ochi and Shin风谱 - API风谱
- NPD风谱
- 用户自定义风谱风 海流
- 均匀速度海流
- 速度梯度海流
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3 AQWA理论
结构水动力
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AQWA理论
运动方程组成
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4 Workbench HD
分析树 工具栏
详细 窗口
图形区
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ANSYS AQWA—基础与理论
汇报单位：安世亚太武汉分公司技术部 汇报人：刘 尧 时 间：2013年4月7日
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5 Workbench HTR
WB HTR是在WB HD功能的基础 上，提供连接定义（系泊等）、 海洋环境波浪、风、海流。 WB HTR允许时间历程分析，可 定义各种波浪类型
- 规则波 - 不规则波
- 刚体运动
• 平动：纵向surge、横向sway、垂向Heave
•
转动：横摇roll、纵摇Pitch、首摇Yaw
- 运动方向与几何定义有关
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AQWA基础
水静力学
- 阿基米德定律
• 侵没水中物体的浮力 = 排开水的重量
- AQWA中方向均定义为角度，而非弧度。
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AQWA基础
相角
- AQWA中，相角φ表示波峰在重心位置与当前波峰的时差dt
- dt=φ*T/360，T为波浪周期 - 相角的正值表示波的滞后
11
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作业2.3 — ANSYS AQWA Articulations
Workshop 2.3 — ANSYS AQWA Articulations
目标：
- 创建一个FPSO海上采油储油船的连接系统
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目录
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功能描述 AQWA基础 AQWA理论 Workbench HD Workbench HTR
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1 功能描述 AQWA模型
- 衍射或非衍射平面单元 - Morison单元
• • • 管单元tube 细长管状单元stub 附加质量阻尼单元disc
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作业2.1 — ANSYS AQWA HD
Workshop 2.1 — ANSYS AQWA Hydrodynamic Diffraction
目标：
- 创建一个水动力衍射/辐射模型
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Workbench HTR
锚的位置是一个点，可通过坐标定义，这个坐标一般是基于整 体坐标系
系泊线在Connection菜单中添加，可以连接两个浮动的结构， 或者连接一个浮体与一个固定点。这里的连接刚度是为了在 WB HD中考虑系泊线的影响，因为在WB HD中系泊线无法参与计算。
30
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- 质点单元 - 系泊
• • • • • 线性弹簧 弹性系泊绳 中间浮标 捆绑 滑轮
- 防护
- 连接
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功能描述 AQWA模型——海洋环境
- 波浪
• • 规则/不规则 时程波
- 波谱
• • • • Pierson-Moskowitz JONSWAP 用户自定义 混合波
AQWA基础
不规则波
- AQWA中波谱类型
• Pierson-Moskowitz（PM）波谱 • JONSWAP波谱
• Gaussian波谱
• 用户自定义波谱 • 混合波谱
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AQWA基础
风
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Workbench HD
模型与结果显示
- 主界面显示当前树形菜单中选择的项目
• 如果几何或者网格被选中，图形上会显示当前的几何和网格信息。
• 如果输出结果为文本，如“静力状态”结果，图形界面则显示文本 信息。
- 静水压力
G：重心 B：浮心 浮力来源于湿表面上的压力差值
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AQWA基础
环境载荷方向 - 波浪、风、海流方向均为“去向”
- 由与X正方向逆时针夹角定义，0度为船尾指向船首，180度 为船首指向船尾
功能描述
平衡与稳性
- 静水平衡位置（包括系泊状态下）
- 系泊设计
- 动稳性
频率主导
- 低频下浮体的运动响应
- 线性系泊系统的快速分析
- 响应谱图
时间主导
- 不规则波多体时称运动分析
- 导入波高和时间关系
- 输入自定义载荷dll文件 - 输出运动和力随时间的关系 - 图形和动画结果显示
7
AQWA理论
非衍射结构波浪力（采用管单元建模）
- 对于细长的圆柱结构（D/λ<0.2），如管单元，单位长度的 水动力通过Morison方程计算：
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AQWA理论
AQWA中的假设
- 不考虑流体粘性 - 理想流体、无旋、不可压缩
- 慢速漂流
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Workbench HTR
当施加海流、风载时，提供与海流/风速度有关的系数项。 X和Y方向的转动项允许包括弯矩增量，弯矩与受载荷面心和重 心位置之间的距离有关。
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5
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